焊锡膏的基本知识.ppt

1、焊锡膏的基本知识,屏蔽来源 请勿作为商业用途,焊錫膏的基本知識,-关于焊錫膏的介绍,目 录,1.锡膏的主要成分 2.目前SMT使用錫膏簡介 3.锡膏丝印缺陷分析 4.模板(Stencil)材料性能的比较: 5.模板(Stencil)制造技术 6.无铅锡膏熔化温度范围 7.无铅焊接的问题和影响,锡膏的主要成分,Solder (又叫锡膏） 经验公式：三球定律 至少有三个最大直径的锡珠能垂直排在模板的厚度方向上 至少有三个最大直径的锡珠能水平排在模板的最小孔的宽度方向上 单位： 锡珠使用米制（Micron)度量，而模板厚度工业标准是美国的专用 单位Thou.(1m=1*10-3mm,1thou=1*

2、10-3inches,25mm1thou) 判断锡膏具有正确粘度的一种经济和实际的方法： 搅拌锡膏30秒，挑起一些高出容器三，四英寸，锡膏自行下滴， 如果开始时象稠的糖浆一样滑落，然后分段断裂落下到容器内 为良好。反之，粘度较差。,錫膏的組成: 合金焊料粉末 粘結劑(樹脂) 溶劑 活性劑 添加劑,錫膏的基本成份,粉粒分布(配)選擇: 粉粒等級 綢眼大小 顆粒大小 IPC TYPE2 -200/+325 45-75微米 IPC TYPE3 -325/+500 25-45微米 IPC TYPE4 -400/+635 20-38微米 2型用於標准的SMT,間距為50mil,當間距小到30mil時,必

3、 須用3型焊膏 3型用於小間距技術(30mil-15mil),在間距為15mil或更小 時,要用4型焊膏 這即是UFPT(極小間距技術),錫膏的基本成份,: 1.合金熔點: 根據焊接溫度不同,可選擇不同溶點的焊錫膏.對表面貼裝 來說,焊膏的熔點一般為179-183 2.助焊劑活性: 無活性(R);中等活性(RMA);活性(RA);超活性(R) 3.焊膏的粘性: 根據工藝手段的不同來選擇 4.清洗方式: 溶劑清洗,水清洗和免清洗,免清洗是當今電子行業發展 的方向,焊膏的分類,焊膏的保存: 焊膏應在2-10的低溫下保存,溫度過高或過低都會引起 焊膏變質; 水洗錫膏保存期為三個月 免洗錫膏的選用,焊

4、膏的保存,焊錫合金: 1.電子應用方面超過90%的是: Sn63/Pb37 Sn62/Pb36/Ag2或Sn60/Pb40 2%的銀合隨 著含銀引腳和基底應用而增加. 銀合金通常用於錫鉛合金產生弱粘合的場合. 2.其它合金 Sn43/Pb43/Bi14 Sn42/Bi58 低溫運用 Sn96/Ag4 Sn95/Sb5 高溫 無鉛 高張力 Sn10/Pb90 Sn10/Pb88/Ag2 Sn5/Pb93.5/Ag1.5 高溫 高張力 低價值,焊錫合金,焊錫膏的選用: 1.焊膏的活性可根據印刷表面清潔程度決定,對免清洗技術 來說一般選用RMA級; 2.根據不同的涂覆方式選擇不同粘度的焊膏,粘度一般

5、為100 -300Pa.s,且焊膏與焊盤的粘結力應大於焊膏與絲綢間的 粘結力; 3.精細間距印刷時選用球形細粒度焊膏,間距0.5mm時,焊膏 顆粒尺寸應在20-38um之間; 4.良好的可印刷性; 5.印刷后塌邊的小且放置時間長; 6.雙面焊接時,保証第一面焊膏的溶點比第二面高30-40, 以防止焊第二面時,第一面已焊元件脫落; 7.對免清洗藝,要用不含有氯離子或其它強腐蝕性的焊膏.,焊錫膏的選用,錫膏的印刷: 1.模板的制作: a.模板的組成 b.網板的刻制 c.絲網的各部份參數與焊膏印刷的關系 (1)開孔的外形尺寸 (2)網板的厚度 (3)網板開孔的方向 2.錫膏印刷應注意的幾個問題: a

6、.模板與印制板的對位 b.根據具體情況調整好以下各項參數 c.溫度和濕度對錫膏的影響 d.刮刀速度對印刷焊膏的影響,錫膏的印刷,清洗與免洗: 當殘留物有害時,必須清洗.所謂有害是指: 危害在使用中焊接或電路的可靠性 妨礙隨后的工藝步驟 外(美)觀上不能接受 清洗或不洗取決於目標可靠性、工藝及工藝、以及期望的外觀 清洗原理: 殘留物與板面之間,是以何種機理作用產生附著作用的.若根 本沒有固著作用時,則就很容易加以清洗了. 助焊劑殘渣、錫球以及膠帶的殘膠等污染物與板面之間的固 著作用有數種機理存在,但清除的途徑必定要使其“附著鍵”先 行減弱,接著才能再加把勁予以除云.,清洗與免洗,第一步：在每50

7、mm的Squeegee长度上施加1kg的压力。 第二步：减少压力直到锡膏开始留在模板上刮不干净，在增加 1kg的压力 第三步：在锡膏刮不干净开始到挂班沉入丝孔内挖出锡膏之间 有1-2kg的可接受范围即可达到好的印制效果。,Screen Printer,Squeegee的硬度范围用颜色代号来区分： very soft 红色 soft 绿色 hard 蓝色 very hard 白色,Stencil,PCB,Stencil的梯形开口,Screen Printer,PCB,Stencil,Stencil的刀锋形开口,激光切割模板和电铸成行模板,化学蚀刻模板,Screen Printer,模板(Sten

8、cil)制造技术:,Screen Printer,模板(Stencil)材料性能的比较:,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,搭锡BRIDGING 锡粉量少、粘度低、粒度大、室温度、印膏太厚、放置压力太大等。（通常当两焊垫之间有少许印膏搭连，于高温熔焊时常会被各垫上的主锡体所拉回去，一旦无法拉回，将造成短路或锡球，对细密间距都很危险）。,提高锡膏中金属成份比例（提高到88 %以上）。 增加锡膏的粘度（70万 CPS以上） 减小锡粉的粒度（例如由200目降到300目） 降低环境的温度（降至27OC以下） 降低所印锡膏的厚度（降至架空高度SNAP-OFF，减低刮刀压力及速度） 加强印膏的精准度

9、。 调整印膏的各种施工参数。 减轻零件放置所施加的压力。 调整预热及熔焊的温度曲线。,问题及原因 对 策,2.发生皮层 CURSTING 由于锡膏助焊剂中的活化剂太强,环境温度太高及铅量太多时,会造成粒子外层上的氧化层被剥落所致. 3.膏量太多 EXCESSIVE PASTE 原因与“搭桥”相似.,避免将锡膏暴露于湿气中. 降低锡膏中的助焊剂的活性. 降低金属中的铅含量. 减少所印之锡膏厚度 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数.,锡膏丝印缺陷分析:,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,4.膏量不足 INSUFFICIENT PASTE 常在钢板印刷时发生,可能是网布的丝径太粗,板膜太薄

10、等原因. 5.粘着力不足 POOR TACK RETENTION 环境温度高风速大,造成锡膏中溶剂逸失太多,以及锡粉粒度太大的问题.,增加印膏厚度,如改变网布或板膜等. 提升印着的精准度. 调整锡膏印刷的参数. 消除溶剂逸失的条件(如降低室温、减少吹风等）。 降低金属含量的百分比。 降低锡膏粘度。 降低锡膏粒度。 调整锡膏粒度的分配。,锡膏丝印缺陷分析:,问题及原因 对 策,6.坍塌 SLUMPING 原因与“搭桥”相似。 7.模糊 SMEARING 形成的原因与搭桥或坍塌 很类似，但印刷施工不善的原因居多，如压力太大、架空高度不足等。,增加锡膏中的金属含量百分比。 增加锡膏粘度。 降低锡膏粒

11、度。 降低环境温度。 减少印膏的厚度。 减轻零件放置所施加的压力。 增加金属含量百分比。 增加锡膏粘度。 调整环境温度。 调整锡膏印刷的参数。,在SMT中使用无铅焊料：,在前几个世纪，人们逐渐从 医学和化学上认识到了铅（PB） 的毒性。而被限制使用。现在电 子装配业面临同样的问题，人们 关心的是：焊料合金中的铅是否 真正的威胁到人们的健康以及环 境的安全。答案不明确，但无铅 焊料已经在使用。欧洲委员会初,步计划在2004年或2008年强制执行。目前尚待批准，但是电子装配业还是 要为将来的变化作准备。,无铅锡膏熔化温度范围：,无铅焊接的问题和影响：,为了达到良好的印刷结果，必须有正确的锡膏材料(黏度、金属含量、最大粉末尺寸和尽可能最低的助焊剂活性)、正确的工具(印刷机、模板和刮刀)和正确的工艺过程(良好的定位、清洁拭擦)的结合,即使是最好的锡膏、设备和应用方法，也不一定充分保证得到可接受的结果。使用者必须控制工艺过程和设备变量，以达到良好的印刷品